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01了解氫能

氫是宇宙中最輕、也是含量最豐富的一號(hào)元素，其燃燒熱值位居除核燃料之外的各種燃料之首。氫能作為一種清潔、高效、可持續(xù)的能源，被視為21世紀(jì)最具發(fā)展?jié)摿Φ那鍧嵞茉?。不同于化石能源燃燒后?huì)產(chǎn)生二氧化碳以及其他污染氣體，通過(guò)燃燒氫氣產(chǎn)生能量的最終產(chǎn)物只有水，是具有環(huán)境友好性的清潔能源，也是目前解決能源資源問(wèn)題和環(huán)境危機(jī)的方向之一。

氫能源可分為“灰氫”、“藍(lán)氫”和“綠氫”三類?；覛渥畲髢?yōu)勢(shì)就在于成本。煤制氫成本在6-10元/每公斤，綠氫的電解水制氫成本在19-20元/公斤。但灰氫的碳排放嚴(yán)重，煤炭制備1公斤氫氣約產(chǎn)生11公斤二氧化碳，藍(lán)氫僅為灰氫的10%，而綠氫幾乎無(wú)碳排放。所以真正能推動(dòng)“碳中和”的是綠氫。

02我國(guó)氫能發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)是世界第一大制氫大國(guó)，在傳統(tǒng)高耗能工業(yè)技術(shù)革新、交通、儲(chǔ)能、建筑領(lǐng)域都將有豐富的應(yīng)用。2020年我國(guó)氫能產(chǎn)量已突破2500萬(wàn)噸，在消費(fèi)端，氫能源消費(fèi)量也超過(guò)了2500萬(wàn)噸，其中用于工業(yè)的氫能占比多達(dá)99%，客戶多為各類電子企業(yè)、有色金屬深加工企業(yè)等，應(yīng)用在交通的氫能占比不足1%。

但當(dāng)前我國(guó)的氫能源主要是灰氫，煤制氫占比約62%、天然氣制氫占19%，電解水制氫僅占1%，工業(yè)副產(chǎn)占18%。作為對(duì)比，全球平均氫氣有48%來(lái)源于天然氣、30%來(lái)自于副產(chǎn)氫，18%才來(lái)源于煤炭。

03氫能發(fā)展趨勢(shì)

場(chǎng)景豐富，“碳中和”或加速氫能應(yīng)用推廣。氫能是一種清潔脫碳、應(yīng)用場(chǎng)景豐富的二次能源，也是可再生能源儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)化的理想載體和媒介。在遠(yuǎn)期“碳中和”實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，氫能的地位將越發(fā)重要，在傳統(tǒng)工業(yè)、交通、建筑等領(lǐng)域脫碳中有望扮演重要作用。在獲取成本不斷降低的條件下，氫能有望逐步走上能源舞臺(tái)，預(yù)計(jì)2050年氫能在能源結(jié)構(gòu)中的占比有望超過(guò)10%。

氫能需求增量接力，2050年需求或擴(kuò)張8倍。目前國(guó)內(nèi)氫氣需求約為2000萬(wàn)噸左右，消耗以化工行業(yè)為主。未來(lái)10年，預(yù)計(jì)燃料電池商用車、船舶等交通領(lǐng)域用氫將貢獻(xiàn)需求增量的40%，2030年之后向“碳中和”邁進(jìn)的過(guò)程中，鋼鐵等高耗能工業(yè)及交通領(lǐng)域的用氫需求將進(jìn)一步加速，預(yù)計(jì)到2050年氫能需求或超過(guò)1.8億噸，需求擴(kuò)張有望接近8倍。

“綠氫”是終極方向，產(chǎn)業(yè)導(dǎo)入期化石能源制氫不可或缺。氫能供給端目前主要以化石能源副產(chǎn)氫氣為主，其主要優(yōu)勢(shì)是成本低，較清潔能源電解水制氫低約50%。低成本的化石能源制氫成為氫能應(yīng)用推廣導(dǎo)入期不可或缺的條件。待商業(yè)模式穩(wěn)定以及新能源發(fā)電成本逐步下降之后，預(yù)計(jì)2030年前后，新能源電解水制氫成本或“平價(jià)”于化石能源制氫，“綠氫”的普及有望大規(guī)模推開(kāi)，其關(guān)鍵推手在于燃料電池和電解槽設(shè)備的效率提升。

04我國(guó)發(fā)展“綠氫”優(yōu)勢(shì)

業(yè)內(nèi)人士認(rèn)為，綠氫發(fā)展的主要驅(qū)動(dòng)因素，是風(fēng)能、太陽(yáng)能等可再生能源的大規(guī)模發(fā)展。通過(guò)電解制氫技術(shù)，可以將大量太陽(yáng)能和風(fēng)能生產(chǎn)的綠色電能有效整合到現(xiàn)有能源網(wǎng)之中，這也是電解制氫的關(guān)鍵作用所在。

中國(guó)的可再生能源非常豐富，還有非常可觀的地?zé)?、生物質(zhì)、海洋能、太陽(yáng)能熱利用以及固體廢棄物的資源化利用，隨著近年來(lái)技術(shù)的進(jìn)步，可再生能源的發(fā)電成本越來(lái)越具有競(jìng)爭(zhēng)力，與此同時(shí)，中國(guó)同樣擁有強(qiáng)大的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)能力，為發(fā)展“綠氫”提供了有利條件。

05“綠氫”成本情況

電價(jià)成本在電解水制氫成本中高達(dá)60％－70％，因此未來(lái)如電價(jià)成本大幅度下降，將極大地影響電解水制氫成本。目前，國(guó)內(nèi)棄光、棄風(fēng)、棄水的發(fā)電成本可降至0．15元／度，據(jù)此計(jì)算出的電解水制氫成本為1－1．5元／Nm3，遠(yuǎn)低于利用上網(wǎng)電量電解水制氫的成本，且與化石燃料制氫的成本上限接近。與此同時(shí)，數(shù)據(jù)顯示，在0．25－0．85元／千瓦時(shí)的電價(jià)運(yùn)行區(qū)間，100標(biāo)方／小時(shí)的氫氣價(jià)格約為33－63元／公斤，1000標(biāo)方／小時(shí)氫氣價(jià)格約為18－47元／公斤。業(yè)內(nèi)專家對(duì)此表示：“氫氣制備規(guī)模越大，其成本越低，因此大力推廣可再生能源制氫并形成規(guī)模效應(yīng)，將更快速推動(dòng)綠氫制備的成本下降。”

原標(biāo)題：氫能逐步走上能源舞臺(tái)，“綠氫”大有可為